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A9处理器导致iPhone 6S大退货：国人完全不在乎
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用合作网站帐户直接登录iPhone 6S A9芯片表现不一 都怪苹果自己
前阵子苹果iPhone 6S/Plus续航力表现与温度落差都被归咎于三星的工艺技术问题，但事实上似乎不是如此。工艺是影响芯片性能与功耗表现的重要因素，对苹果最新版本的 iPhone 6S而言，似乎重要性要更高。我们都知道，新版iPhone的A9芯片分别以台积电的16nm与三星电子14nm制造。
在部分用户发现利用Geekbench这套测速程序在非常高压的测试情境之下，使用不同来源芯片的iPhone有着截然不同的表现，使用台积电16nm工艺A9的iPhone电池寿命明显比使用三星电子14nm工艺的A9要来得长，同时温度也要更低。
所以三星电子的14nm工艺远比台积电的16nm工艺糟糕?这结论，可能下的太早了。
根据Chipworks的芯片解析，三星确定使用较早的14nm LPE(low-power early)工艺，而台积电则是有很大的机率使用其最新的16nm FinFET+。
我们相当清楚，16nm FinFET+是台积电为了对抗三星在14nm工艺的功耗与面积优势而紧急提出来的方案，取代原本在性能与面积偏弱势的16nm FinFET，由于只是工艺部分的小调整，既有的芯片设计很容易就可以从16nm FinFET升级到16nm FinFET+，当然，如果是像海思这类客户已经开光罩投产，要用FinFET+可能还是要重新投片。
三星也提出14nm LPP(low-power plus)反制，在性能与功耗上都会比原本的LPE更好。
目前三星电子14nm LPP还未正式量产，最快导入该工艺的将是高通骁龙820及自家的Exynos M1，投产时间预计在2015年第四季。
从Chopworks的解析中可以发现，三星14nm LPE工艺在芯片面积方面要比台积电的16nm更小，当然，这也符合业界的预期以及台积电之前在法说会的说法。在面积上大约有10%的落差，这会许也是苹果会选择三星电子作为A9的主要代工伙伴的原因之一。
目前三星电子和台积电在14nm与16nm之间的晶圆报价差距约在3成，如果加上面积的差异，且不计算良率的话，那么单位芯片的成本差距可能就会达到约4成，面对这么庞大的成本差距，即便二者在工艺性能上有差距，苹果会如何取舍其实不言可喻。
当然16nm FinFET+的确有其性能优势，但不同工艺的A9在CPU的性能极端测试表现落差如此之大，真的只是单纯工艺的因素吗?
我们可以看看更多的测试细节，可以发现如果是测试GPU高负载运算，二者在功耗表现方面其实差距微乎其微，如果单纯只是因为工艺的因素，不会CPU落差这么大，GPU却几乎没有落差。
另外，在多数情况之下，基于不同工艺A9的手机在性能与功耗上其实没有太大的不同，因此我们可以大胆推论CPU部分的设计可能出了问题。
从Chipworks的芯片照片也可以发现，不同工艺的A9在芯片布局方面也不一样，当然，这是因为三星和台积电在周边的IP方案也不同，必须根据不同的工艺设计与优化，但是不是因为这些搭配的差别，使得芯片上的布局出了问题，才是导致CPU在功耗方面落差如此大的元凶?
在极端情况之下的CPU负载测试虽然对于芯片体质是一大考验，但对于判断芯片的日常应用体验其实一点帮助也没有，跑3D游戏，大部分的功耗落在GPU上，看网页与传输数据，基频与Wi-Fi芯片功耗也要考虑进来，甚至屏幕也是功耗大户。
另外，所有ARM架构高端处理器在高压负载之下，温度要是上升到一定程度就会强制降频，换句话说CPU的高压负载测试情况下，从满电到没电，应该有99%的时间都是在6成，甚至一半的频率限制下运作，加上整个系统也有功耗预算限制，某些评论说三星电子工艺耗电的问题可能是因为比较不耐高频运作，其实也无法反映CPU高压测试的结果。
三星自己的14nm LPE工艺方案Exynos 7420早期曾有因为工艺质量不稳定，导致不同批次在CPU电压的需求有落差，因而功耗与温度，甚至性能不同的问题发生，但从不同工艺A9的CPU高压测试观察，所有基于三星电子14nm LPP工艺的A9在电池寿命和温度都有一致的结果，并没有表现特别好、或者是接近台积电版本测试结果的状况，所以也可以排除可能是工艺质量不稳定的推论，也证明三星电子14nm LPE虽然弱于台积电，但质量应该算稳定。毕竟客户是苹果，他们可不会接受质量落差太大的状况。
另外，传闻苹果也要为了功耗落差的问题重新修改在三星电子投产的A9，如果该传闻为真，也等同苹果承认是自己设计的问题，加上三星电子在这阵风波中完全不吭声，更可能落实了以上的推论。
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扫描关注更多环球微信公众号这么纠结苹果6S的芯片门：两个版本的A9究竟相差多大？
三星和台积电共同代工A9芯片让苹果得以在应用最先进制造工艺的同时，又能保证手机主芯片的庞大供应量，然而芯片的复杂制造技术也让给这种分享代工的模式带来了麻烦。
14nm&VS 16nm：谁更先进？
一直以来，大众对芯片制造工艺的印象都停留在&纳米线宽&的层面上。从上世纪的微米级工艺到现在的接近个位数纳米级工艺，每一代制造工艺进步的最明显特征就是线宽缩小。一般来说，工艺进步一代则线宽缩小为原来的约0.7倍，例如90nm到65nm再到45nm。两代工艺之间还往往存在着半代工艺的过渡，例如90nm到80nm就是进化半代，32nm到28nm也是半代改进。
从表面上看，线宽越窄的工艺应该是越先进的，这也符合人们的直觉印象。然而事实情况却要复杂得多。首先，工艺的技术水平评价参数很多，线宽只是其中较为重要的一个指标。比较典型的，影响同晶体管规模下芯片面积的指标就细分为晶体管栅极间距和内部互联最小间距，而不同的芯片工厂的同代工艺在这两个重要指标上一般都不相同；另外，晶体管制造技术不断进化，是否使用最新的晶体管技术（例如FinFET鳍式场效应晶体管）来减少漏电率、增强晶体管性能，也是区分不同代工厂工艺水平的重要因素。综合来说，Intel的制造工艺一直处于业界标杆地位，比台积电、三星等对手的同代工艺通常领先半代之多&也就是说，Intel&32nm工艺的综合实力就能达到台积电28nm工艺的层次，甚至可能更强。此外，每家芯片工厂的同代工艺也会细分为几个发展阶段，例如台积电的28nm技术就分为低功耗版和高性能版，后者是在前者发展成熟后才推出，性能也更强一些。
从上图可以看出，Intel 14nm工艺的实现面积是最小的，台积电16nm只比前者的22nm略小。
今年三星和台积电先后量产14nm和16nm&FinFET工艺，表面上看提前半年量产的三星做到了更小的线宽，技术实力更强，但虽然三星的工艺实现的芯片面积会小一些，性能却不见得更好。
三星的14nm分为LPE低功耗版和LPP性能优化版两个阶段，目前后者尚未大规模量产，因此无论是三星自家的Exynos&7420还是为苹果代工的A9都在使用LPE版本。遗憾的是这个版本的性能（主要是同频率下的功耗或者同功耗下能达到的频率）要比LPP落后接近10%，且良率、稳定性皆没有太好的水平。
从7420的情况来看，三星的LPE工艺不同批次之间都有可度量的差异，且批次数量有六七种，实在不值得夸耀。相比之下台积电对自家的技术相当满意，甚至在内部讨论会上明确表示自家16nm工艺比对手三星&最先进的工艺都强10%&。倘若台积电指的是三星尚未规模出货的LPP版本，那就意味着前者的16nm工艺性能要比后者的14nm&LPE强近20%，同频率下功耗低10%～15%，已经是很大的差距了。即使考虑到台积电的宣讲有夸大因素，其16nm技术强于现阶段的三星14nm也是几乎可以确定的事实了。
不同版本的A9实际表现相差多大？
然而，芯片的性能、功耗等指标并不是单由制造工艺来决定的。苹果作为A9芯片的设计方，可以通过一些手段来抚平两种工艺下不同版本芯片的各项指标差异。ChipWorks的拆解测量表明台积电代工的A9芯片面积仅比三星版本多出不足10%，对于手机设计的影响可以忽略。但更令消费者关心的指标是芯片的性能与功耗表现。最近很多用户使用各种手段对比了两个版本iPhone&6s的性能、功耗水平，结果一边倒地有利于台积电。那么，这些民间测试的参考价值有多大呢？
三星和台积电版本A9芯片面积对比，两者差异很小。
从目前网络能找到的测试来看，由于结果无一例外倒向台积电版本，按照统计规律可以基本确定现阶段台积电代工的A9的确拥有更好的功耗表现。但是因为测试的样本数量较少，暂时还不能准确判断台积电版本在相同任务负载下相比三星版本的优势幅度。虽然有些测试中，台积电版本在续航力方面比对手多出两个多小时耐久力，但此类测试对芯片的负载不够高，也无法代表所有场景中的性能差异。
其实我们可以直接引用台积电自己的宣传数据就能得出一个大致的结论：
相比三星版本，台积电版本A9芯片在同频率下的功耗要少10%～15%，而目前已有的测试数据也基本能印证这个数据。
但是既然差距可以达到这么多，为什么苹果官方却宣称两种版本iPhone的续航能力差异只有3%以下呢？
其实答案很简单，手机耗电的部件数量众多，主芯片只是其中之一。目前网络上的测试大都是关闭各种联网功能、后台任务，将屏幕亮度降至最低，运行纯CPU负载程序跑出来的结果，当然无法代表手机的实际使用状况。当其他耗电组件都正常运行时，日常应用下芯片的功耗差异就会被相当程度地掩盖。两种版本的A9或许有15%的差异，可计算整机功耗时这些差异就会减少到只有几个百分点了。
以上测试中，只有Geekbench测试是纯CPU负载。
国外媒体Arstechnica刚刚发布的一篇测试文章印证了苹果的说法。
从他们的测试结果来看，只有在纯CPU跑分环节两种版本的iPhone才会表现出明显的续航能力差异，而消费者使用手机显然不会一直跑分。就连GPU测试环节中两种版本的手机续航都没什么区别，说明喜欢玩游戏的用户也无需操心自己买到的iPhone里面究竟是三星还是台积电代工的A9芯片。如果有用户能在日常使用中明显察觉到两种芯片版本的功耗差异，恐怕他需要做的事情是把繁重的计算任务转移到PC上来完成。
购买建议：无需太纠结
虽然苹果的双代工厂策略最终还是无法避免不同版本A9芯片的功耗表现差异，但是这种差异对于实际使用的影响是足够微小的。一般消费者大可不必为此事头疼，顶多也就是买到三星版本后退换一两次碰碰运气，再去折腾实在没有意义。
即便&芯片代工门&成为了热门话题，它对消费者的实际影响远没有少数人预期的那么可怕。每一代iPhone都有各种各样的小毛病，这次的芯片版本差异甚至连&毛病&都称不上。
不管怎样，双代工厂策略让A9芯片得以满足庞大需求，苹果的豪赌最终获得了成功，也为后来者树立了良好的榜样。未来，我们或许会见到更多类似的案例出现，届时就不会有人再为芯片版本差异而纠结万分了。
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